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Technik

Gewürzdosen clever verpacken

Jeder Zyklus der Maschine stellt gleichzeitig vier Dosen her, wodurch bei einer maximalen Taktzeit von 6 Zyklen pro Minute 1.440 Dosen pro Stunde hergestellt werden. Eine durchaus beachtliche Zahl.
Aufgrund des geringen Platzbedarfs entschied sich Marco Grundmann von GS-Automatisierung GmbH einen Kawasaki Roboter vom Typ RS010L einzusetzen. „Der ideale Roboter für diesen Anwendungsfall. Er kann sich auf ein Mindestmaß zusammenfalten, so dass er zwischen Band, Zwischenablage und Maschine Platz findet und immer noch drehen kann. Gleichzeitig hat er eine beachtliche Reichweite von 1.925 mm, die er braucht, um alle Punkte der Anlage sicher erreichen zu können." so Grundmann.

Packmaß stellt erste Herausforderung dar
Schnell und effektiv arbeitet er alle notwendigen Schritte ab, um sicher und nachhaltig die anfallenden Dosen zu verpacken. Das Packmaß stellt dabei schon die erste Herausforderung dar. Im Karton werden je 6 Dosen in einer Reihe verpackt. Die Kavität der Spritzgussmaschine gibt allerdings nur vier Dosen her. GS hat daraufhin eine Zwischenablage für 2x18 Dosen konstruiert, in der die Dosen in zwei mal drei Reihen à 6 Dosen nach der Entnahme zwischengelagert werden. Sind drei vollständige Reihen, also ein 18er Paket bereitgestellt, werden diese vom Roboter gegriffen und in dem bereitstehenden Karton ohne Zwischenlagen verpackt. Der dafür notwendige Greifer ist ein Doppelgreifer mit vier Saugern auf der einen und 18 Saugern auf der anderen Seite.

Da das Packmaß in den Kartons kleiner ist als das Maß in der Spritzgussmaschine ist die Entnahmeseite zusätzlich noch mit einem Initialhub versehen, der die Dosen von dem Fertigungs-
abstand auf das eigentliche Packmaß im Karton zusammenfährt.
Es steckt einiges an Know-how und auch Hardware in diesem von GS entworfenen Greifer. Zusätzlich zu dem Funktionsumfang des Greifers musste gleichzeitig das Baumaß genau im Auge behalten werden, um sicherzustellen, dass er mühelos in den zur Verfügung stehenden Entnahmebereich der Spritzgussmaschine eingreifen kann, um die Dosen zu entnehmen.

Die nächste Herausforderung dieses Projekts bildete das Kartonmaß. Die zur Verpackung der Dosen bereitgestellten Kartons sind so schmal gefertigt, dass die Dosen die Innenwände der Kartons berühren. Es war nicht möglich im Vorfeld der Automation auf größere Kartons zu wechseln.

So einfach wie möglich
Die Techniker machten sich die Form der Dosen zu Nutze und gebrauchen den Radius der runden Dosen, im laufenden Prozess, als Einführhilfe in den Karton. Die 18er Dosenpakete werden dabei senkrecht im Karton abgestellt allerdings hierfür in einer Kreisbewegung aus der Horizontalen in die aufrechte Position überführt. Im Verlauf dieser Bewegung passieren sie halb liegend den Kartonrand. Dabei trifft der Radius des Dosenumfangs auf den geraden Kartonrand und nicht der rechtwinklige Übergang von Dosenboden zur Dosenwand. Somit konnte der erhöhte Schwierigkeitsgrad der engen Kartons, im Prozess, mit einem einfachen Trick, neutralisiert werden.

Die gesamte Peripherie der Anlage wird von der Robotersteuerung betrieben. Hierunter fallen der Rollenförderer zur Zu- und Abförderung der Kartons mit Stoppern und Zentrierung sowie eine Ionisierungsstation, die das Anhaften der Dosen durch statische Aufladung verhindert. Hierdurch werden bereits in Summe sechs Einzelfunktionen abgebildet. Die in Summe in der Anlage verbauten Sensoren, Sperren und Abfragen von Positionen belegen 16 Eingänge der 32 standardmäßig vorhandenen Ein- und Ausgänge der Kawasaki Steuerung.

PC Programme (Prozess Control Programme), die zusätzlich zum eigentlichen Roboterprogramm ablaufen, überwachen die Peripherie sowie Einzelzustände der Anlage, so dass die Steuerung und Verwaltung aller Funktionen mühelos vom Roboter durchgeführt werden können. Ein weiteres Highlight ist die individuelle Anpassung des Arbeitsbildschirms auf dem Kawasaki Bediengerät (User Interface). Mit Hilfe des Kawasaki Interface Panels werden Funktionen und Zustände der Anlage über Softwareschalter angezeigt und auf einfache Weise bedienbar gemacht. Der Touchscreen des Bediengeräts dient dabei als Schaltfläche. Durch Knopfdruck können für diese Applikation alle relevanten Hand- und Automatikfunktionen gesteuert werden. Weiterhin wird die gesamte Anlagensteuerung mit allen unterschiedlichen Zuständen ebenfalls über individuell eingerichtete Visualisierungsbildschirme angezeigt und bedient.

Insgesamt acht solcher Bedienbildschirme oder User Interfaces mit jeweils bis zu 28 Einzelfunktionen können bei Bedarf generiert werden. Ein großer Vorteil, nicht nur für den Bediener. Denn durch den Einsatz des Interface Panels wird effektiv Geld gespart. Es entfallen neben zusätzlicher Hardwarekosten auch Kosten für die Installation der Komponenten und zusätzliche Elektrodoku-
mentation. In vielen Fällen kann durch die Nutzung der PC Programme und der Bedienbildschirme auf den Einsatz einer zusätzlichen SPS verzichtet werden. In jedem Fall ein nicht zu unterschätzender Posten in der Gesamtkalkulation eines solchen Projekts.

Die Anbindung der Spritzgussmaschine wird über die im Schaltschrank integrierte Euromap 67 Schnittstelle realisiert, die eine direkte und definierte Kommunikation zwischen Roboter und Spritzgussmaschine ermöglicht. Diese Schnittstelle ist eine Entwicklung der Firma GS für Kawasaki Robotics, die auch anderen Kunden zur Integration von Spritzgussmaschinen zur Verfügung steht.

 

Über die Firma
KAWASAKI ROBOTICS GmbH
Neuss
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